机床主轴箱体设计.doc

1、宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 1/26 页目 录121.1机床课程设计的目的22.参数的拟定。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。32.1确定转速范围。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

2、。 。 。 32.2电机动力的选择。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 33.传动设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 43.1主传动方案拟定。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

3、 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 43.2结构式拟定。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。53.3转速图拟定。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

4、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。54传动件的估算校核。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 741 带传动的计算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 74.2轴

5、的直径估算。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 94.3齿轮的估算校核。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。115轴的强度校核。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

6、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。216.轴承寿命校核。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。.。 。 。 。237箱体总设计。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

7、。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。258总结。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。279参考文献。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。

8、。27宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 2/26 页2.1 确定转速范围 min/45inrmin/286.171iax rzZ=18根据标准数列组查1表 2-3得 18级转速：45r/min，56r/min，71r/min，90r/min，112r/min，140r/min，180r/min，224r/min，280r/min，355r/min，450r/min，560r/min ，710r/min，900r/min，1120r/min ，1400r/min，1800r/min，2240r/min.2.2 动力估算1.计算主切削力 75.0n19Ffap75.0pa42.f NF3

9、750).0(.319.2.计算切削功率6120VPZ切 min/9.503614.5n375018DVFZ， KWZ2.619.切3.计算主电机功率 SPKPS9.38012.n切查文献1表 3-2得 Y系列三相异步电动机功率有以下 2.2KW,3KW,4KW,5.5KW,7.5KW.几种根据相关车床电机功率和计算功率，我们选取 5.5KW的电机。 ，型号为 Y132MY4，转速为1440n/min。宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 3/26 页三、传动设计3.1 主传动方案拟定拟定传动方案，包括传动型式的选择以及开停、幻想、制动、操纵等整个传动系统的确定。传动型式则指传动和变速的

10、元件、机构以及组成、安排不同特点的传动型式、变速类型。传动方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定传动方案和型式，要从结构、工艺、性能及经济等多方面统一考虑。传动方案有多种，传动型式更是众多，比如：传动型式上有集中传动，分离传动；扩大变速范围可用增加传动组数，也可用背轮结构、分支传动等型式；变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中传动型式的主轴变速箱。3.2 传动结构式、结构网的选择结构式、结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导

11、出实际的方案，就并非十分有效。3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为 Z的传动系统由若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有 、 、Z个传动副。即 321传动副中由于结构的限制以 2或 3为合适，即变速级数 Z应为 2和 3的因子：，可以有三种方案： baZ18=332；18=233；18=323；3.2.2 传动式的拟定18级转速传动系统的传动组，选择传动组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 4/26 页具体结构、装置和性能。主轴对加工精度、表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后一个传动组的传动副常选用 2。根据前多后少的原则

12、，则传动式为 18=332。3.2.3 结构式的拟定对于 18=332传动式，因为最后一级要跨越 9级变速， 89i21N考虑到最后一级减速比 ,增速比 ,故选取最后一级为降速 6级，增速 3级。5.20I2I第一变速组有三组变速齿轮组，草拟变速为降一级，降二级，降三级。第二变速组有三组变速组，草拟升二级，降一级，降 4级。故有结构式 。93123.3 转速图的拟定在原有的变速组上增加正反转序列，故有以下转速图。宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 5/26 页宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 6/26 页图 2主传动系统图传动误差分析宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第

13、 7/26 页四、 传动件的估算校核4.1 带传动的计算三角带传动中，轴间距 A可以加大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，宜可缓和冲击及隔离振动，使传动平稳。带轮结构简单，但尺寸大，机床中常用作电机输出轴的定比传动。电动机转速 1440r/min，II 轴转速设计为 900r/min，传递功率为 5.5KW。工作情况设为两班制，16 小时每天。有传动比 6.1904w1传输功率 PKad查文献1表 4-2，工况情况为 16小时每天，车床，载荷变动微小，故选择 =1.1aKWP05.6.1ad2. 查文献1图 4-1，因此选择 A型带，尺寸参数为B=80mm， =11mm，h=10， 。db

14、4(2)确定带轮的计算直径 ，D带轮的直径越小带的弯曲应力就越大。为提高带的寿命，小带轮的直径 不宜过小，D即 。查表 4-3得 A型带 。minD 75dmin带速有 ,V取 10M/S，106dVV=132.7，故取11dnvDmDd140，在 1020之间，合适smV/6.064宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 8/26 页3. 由公式 .1dn2）（ D式中：-小带轮转速， -大带轮转速， -带的滑动系数，一般取 0.02。n所以 故查表得 D2取相近值 224mm。，）（ 2198.014.61d2D4.初定中心距带轮的中心距，通常根据机床的总体布局初步选定，一般可在下列范

15、围内选取： 根据经验公式 取 =500mm.120120.7DADm0A5.三角带的计算基准长度 L02121042AAL m157048362502由表 4-4得标准长度，取 =1600mm。0L5.验算三角带的挠曲次数Z= ,M=101LMV代入有,符合要求。 407160.10 LZ(7)确定实际中心距 A00A55721.52m（ ）(8)验算小带轮包角 宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 9/26 页，主动轮上包角合适。0 0 0d211 2418sin8sin7.6125.DA(9)确定三角带根数 Z,查表 4-6得 ,表 4-7得 Kn=1.12p1()PNK: 31.0

16、PK代入有 3p1 1().4()0.6.2PN0()calpzk传动比 1240/91.6vi查表得 = 2.28KW0p查表 4-8， =1；查表 4-9， =0.99klk6.05Z2.52.819所以取 Z=3根(10)计算预紧力查表 4-10，q=0.1kg/m，带对轮压力 20 2.516.50.6.3127capFqvvzkN带对轴压力 0 179sin152.3sin.2aFZ宁波工程学院 机械学院机制 072 徐策第 10/26 页4.2 传动轴的估算传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高

17、，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。4.2.1 传动轴直径的估算491djPmN其中： -电动机额定功率 m-乘积系数 -每米扭转角dp -从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；-该传动轴的计算转速。jn计算转速 是传动件能传递全部功率的最低转速。各传动件的计算转速可以从转速j图上，按主轴的计算转速和相应的传动关系确定。查表 3-13有 =1所以 II轴 ， 取 30mm45.912.40dmIII轴 , 取 30mm4.7IV轴 ， 取 30mm45.912.40dmV轴 , 取 40mm4.3.5